[发明专利]基于扫频阻抗曲线辨识的变压器绕组变形智能检测方法

说明书

本发明公开了基于扫频阻抗曲线辨识的变压器绕组变形智能检测方法，结合短路阻抗法和频率响应分析法，建立变压器绕组等值电路模型，进行变压器绕组扫频阻抗曲线获取，包括如下步骤：在采样电阻R与其电压U已知的情况下，通过公式I＝U/R，即可得到流过绕组的电流I，可获得将短路阻抗法及频率响应分析法有效结合的扫频阻抗法接线方式；测试时利用导线将变压器绕组一侧短路，另一侧绕组的首端注入频率为10Hz～1MHz的正弦扫频信号测试系统中的采样电阻R_C1和R_C2的阻抗值一般为50Ω，因此流过非短路侧的电流。本发明根据元件参数值的变化情况进行变压器绕组变形的智能检测，避免了过于依赖于经验丰富的专业人员，统一了分析结论，给检修决策带来了很大的方便。

技术领域

本发明涉及变压器绕组检测技术领域，特别涉及基于扫频阻抗曲线辨识的变压器绕组变形智能检测方法。

背景技术

变压器是电力系统中重要的电气设备之一，其安全运行对于保证电网安全意义重大。据有关统计资料介绍，变压器绕组是变压器事故损坏的主要部位。变压器绕组抗短路能力差是造成变压器运行损坏的主要原因。随着电网容量的不断增大，超高压与特高压电力系统的逐步建立，大容量、大区域互联和西电东送等复杂系统的即将形成，对电力系统的安全运行和供电可靠性都提出了更高的要求。特别是随着超高压输电系统全国联网、紧凑型输电线路的建成、带有静补或串补的交流柔性超高压输电系统的采用，输电系统的短路电流将达到较高水平，如63kA。这就要求各变压器产品都能承受较高短路电流所产生的较大电动力和机械力。随着电网容量的日益增大，短路容量亦随之增大，短路故障造成的变压器损坏事故呈上升趋势。而因外部短路造成变压器绕组变形，又是变压器运行过程中的常见故障，严重威胁着系统的安全运行。当变压器在运行过程中遭受短路故障电流冲击时，在变压器绕组内将流过很大的短路电流，短路电流在与漏磁场的互相作用下，产生很大的电动力，这时每个绕组都将承受巨大的、不均匀的径向电动力和轴向电动力。另外，变压器在运输、安装等过程中也可能受到意外的碰撞冲击、颠簸和振动等。在这些力(电动力或机械力)的作用下，绕组可能产生机械位移和变形，并可能引发绝缘损伤、绕组短路和烧毁等严重的变压器事故。此外，保护系统存在死区或动作失灵都会导致变压器承受短路电流作用的时间长，这也是绕组发生变形的原因之一。因此，深入研究变压器绕组变形的检测和诊断方法，对提高变压器生产水平，保证电网安全运行有着积极的意义。

扫频阻抗法(Sweep Frequency Impedance)是近些年对于绕组变形研究的主要实验方法。它结合了频率响应法和短路阻抗法的优点。它不仅能有效监测出变压器绕组变形，降低误检率，有效保证电网的运行，而且自身具有更高的信噪比，更好的重复性和再现性，而且具有更简单的接线方式。

国内用扫频阻抗分析法诊断变压器绕组变形还主要建立在通过经验比较扫频曲线的基础上，数据分析手段较少。其中经验分析法是变压器专业人员依据以往经验，根据扫频曲线极值点频率和幅值的变化判断绕组是否变形的方法。对于经验丰富的专业人员，能够较准确地判断出绕组是否变形。但这种纯经验方法存在明显的不足：1)对分析人员的经验要求较高，没有经验或者经验不足便难以胜任；2)由于经验的分散性和不确定性，很难规范和推广，不同的分析人员可能得出不同的分析结论，给检修决策带来一定困难。这种方法的可行性不高。主要原因是：1)判断准确率低；2)不能准确反映扫频曲线极值点频率和幅值的具体变化。

发明内容

发明的目的在于提供基于扫频阻抗曲线辨识的变压器绕组变形智能检测方法，本发明可以对扫频阻抗曲线进行辨识，据此反推出等值电路中的电路元件参数值，并根据元件参数值的变化情况进行变压器绕组变形的智能检测，避免了过于依赖于经验丰富的专业人员，统一了分析结论，给检修决策带来了很大的方便，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于扫频阻抗曲线辨识的变压器绕组变形智能检测方法，结合短路阻抗法和频率响应分析法，建立变压器绕组等值电路模型，进行变压器绕组扫频阻抗曲线获取，检测方法包括如下步骤：